SYNOPSYS 光学设计软件课程二十：设计容易制造与加工的非球面
}F<=
在本课中，我们展示如何将球面替换成非球面，从而改善像质。 然后我们重新优化它，控制非球面与最接近球面（CFS）的RMS偏离，以便更容易制造。 Wn kI i,<
这是一个初始镜头，一个校正不佳的三片式镜头： 7q;wj~
（如果您想自己运行此案例，始镜头名为6.RLE。） u4QBD5T"
让我们做一个简单的优化运行。 首先，我们只使用球面。 这是MACro： 5dXDL~/2p
FETCH 6 n=8DC&
PANT %m5 &Y01
VLIST RAD 1 2 3 4 6 #P)(/>nF
VY 1 TH 20 3 VY 2 TH RAUD8Z
VY 3 TH 20 3 G%#M 17
VY 5 TH H V}*}Ty
VLIST GLM 1 3 "eb+ O
END 1[k.ap n
H
b}(.`
AANT p.@_3^#|
AEC ; AUTOMATIC EDGE CORRECTION Y-fDYMm
ACC ; AUTOMATIC CENTER THICKNESS CONTROL vZJu =t
:|PI_
$4H
GNR .5 1 3 2 0 d"U'\ID2y
GNR .5 1 3 2 .5 )~LqB h
GNR .5 1 3 2 .7 _p^&]eQ+k#
GNR .5 1 3 2 1. g3Z"ri~!G
GNR .5 1 2 1 0 ul!e!^qwx
GNR .5 1 2 3 0 57`*5X
GNR .5 1 2 1 1 oa
q!<lI
GNR .5 1 2 3 1 FesUE_L2$
END l1uv]t <
c)B
<d#
SNAP ; REQUEST SNAPSHOTS AS OPTIMIZATION RUNS mVVL[z2+
SYNO 50 ; REQUEST OPTIMIZATION FOR 50 PASSES 8d|#W
K^f&+`v6_
镜头质量得到改善，但5阶球差和3阶球差没有得到平衡： trm-&e7q?;
转换成非球面。 将下面的命令行添加到PANT文件并重新优化。 D wtvtglqV
VY 1 G 3 =OR "Bd:O
VY 1 G 6 +
X0db
VY 1 G 10 ywkyxt
.h=H?Hr(V]
正如所期望的那样，现在镜头要好得多 - 但是非球面看起来如何？ ASY列表给出了系数： & T&>4I!'M
SPECIAL SURFACE DATA C
$*#<<G
______________________________________________________________________________ ee\xj$,
SURFACE NO. 1 -- RD + POWER-SERIES ASPHERE -kkp Ew\
G 3 -3.740105E-08 (R**4) G 6 1.619749E-11 (R**6) G 10 2.852988E-14 (R**8) 8;G uJP\
E*G {V j
我们使用了22个G非球面系数项中的三个。 查看该表面与最贴近的球面的贴合程度（CFS）。 输入命令 /&!4oBna
ADEF 1 PLOT. W~Ae&gcn#
ipH'}~=ID
该图表显示与CFS有很大不同。 这可能难以准确控制。 让我们继续优化，是否能得到更容易制作的非球面。 在AANT文件中添加了这些行 ;t G@ 6
M 0 100 CLINK &{z RuF
ADEF 1 7I;A5f
CD1 FILE 6 1|/-Ff"1@
= CD1 j &w4yY
Ro :)N:C
这里我们使用CLINK选项，它使优化程序运行下一个命令（在这种情况下为ADEF），然后从文件缓冲区中获取所需的数量。 （要了解此强大功能，请在中键入HELP CLINKCW）。 k @Mt 8Ln
SYNOPSYS已经有了这种分析的命令，如用户手册的第10.3.3节所述，但如果没有，你会怎么做？ 本课程展示了如何使用其他功能来执行相同的操作，并且如果您想要执行没有命令的操作，最好知道如何使用其他功能。 'd |*n#Dqc
加权因子100来自哪里？ 非球面和CFS之间的RMS差异为0.00042，其他像差中最大的差异为0.045。 （要查看这些值，可以使用FINAL nb命令。我们输入FINAL 5，查看五个最大的像差，并得到下表（它位于FINAL ERROR列中））： =QJI_veUG`
FINAL 5 W`g zMx
ABERRATION LIST 6#up BF:
NAME TARGET WEIGHT RAW VAL. FINAL ERROR R. EFFECT z(
^
r
81 0.0000000 0.9362033 SR 0.0140 0.130792E-01 0.028286 MCO`\" `l
A 2 YC 0.70000 0.50000 0.83333 0.00000 >`o; hTS
h ;JO"J@H
103 0.0000000 1.7262735 SR -0.0070 -0.120986E-01 0.024204 ;q &2$Mb
A 2 YC 1.00000 0.16667 0.50000 0.00000 %Gc)$z/Wd
4Z CD@C
157 0.0000000 1.1508490 SR 0.0141 0.162809E-01 0.043829 9? .
A 1 YC 1.00000 0.25000 0.75000 0.00000 UtYwG#/w
Q~ zs]{\
161 0.0000000 2.5733766 SR -0.0064 -0.165815E-01 0.045462 Un^3%=;
A 1 YC 1.00000 0.25000 -0.25000 0.00000 H tAO9
rPUk %S
163 0.0000000 1.1508490 SR -0.0111 -0.127588E-01 0.026917 CA]u3bf~
A 1 YC 1.00000 0.25000 -0.75000 0.00000 u=f}t=3
n?}7vz;
因此，这种加权将使RMS偏离与最大光线像差的误差相当。 ;Yu|LaI\<m
我们如何找出要添加到AANT文件中的其他行？当ADEF命令运行时，它会将其部分输出的副本放入AI缓冲区。 运行该命令后，询问AI 'v 0(ki#
BUFFER? x03@} M1
#H-EOXy
看看放在哪里。 A?4s+A@Eg
BUFF? zY2o;-d|4
1dl(`=^X
The current FILE BUFFER contains UJ7{FN=@t
1 0.02051954 BEST FIT CV {N'<_%cu
2 48.73404382 BEST FIT RD >eucQ]
3 -5.38236122E-13 VERTEX SHIFT r O-=):2
4 0.50763222 VOL. REMOVED < gu> 06
5 0.00097815 PEAK DIFF. ?4H>1 Wkb
6 0.00031781 RMS DIFF. Ngw/H )<c
LtVIvZi e
我们所需的RMS差异在位置6- 我们想要控制的数量。 所以我们运行这个新的优化，光扇图几乎没有变化。 现在非球面看起来像什么？ |<!xD
iB
SYNOPSYS AI>ASY xV>sc;PEb
8Bwm+LYr-
SPECIAL SURFACE DATA ,KFF[z
______________________________________________________________________________ cxpG6c
SURFACE NO. 1 -- RD + POWER-SERIES ASPHERE &@fW6},iW
G 3 -3.290403E-08 (R**4) G 6 1.879146E-11 (R**6) G 10 3.012221E-14 (R**8) Zr|z!S?aSC
O\q-Ai
ADEF 1 PLOT ,&iZ*6=X?0
H{ I,m-
现在RMS差异仅为0.00018。 在这里，我们的镜头只有43％的非球面偏离，并且性能基本相同。 ?L+|b5RS
现在调整加权因子可能是有意义的，分阶段增加它直到性能开始降低。 这可能会产生比上面更容易制作的镜头。 sj8lvI Y5
通过拾取FILE 5，我们也可以控制峰值差异而不是RMS。将AANT命令更改为 \%Lj !\
M 0 50 CLINK BNq6dz$ J
ADEF 1 {4YD_$4W
CD1 FILE 5 L1 7{W4
= CD1 80 "oT'ZFh
P0ZY;/e5h
并重新优化。 现在峰值偏离较小，仅0.00031毫米。 S t;@ZV
制造这种非球面有多难？ 让我们来看看： ADEF 1 FRINGES Rgb&EnVW
这是一个非常漂亮的柔和的非球面，只有一些条纹到最合适的球面。 条纹是双通的; 实际差异只是显示的一半。 KS Q*HO)5
使用这些工具，人们可以利用非球面元件，同时要确保它们易于制造。
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